粉煤灰抑制砂岩碱硅酸反应

采用岩相法、砂浆棒快速法、混凝土棱柱体法研究了砂岩集料的碱硅酸反应活性,并评价了粉煤灰对砂岩集料碱硅酸反应的抑制效果.实验结果表明,该砂岩集料含有5%～12%微晶石英,具有碱硅酸反应活性.砂浆和混凝土试件的膨胀率随着粉煤灰掺量的增大而减小.水泥碱质量分数为2.0%时,粉煤灰掺量30%和40%的混凝土试件养护24月膨胀率仍然小于0.04%.Ⅰ级粉煤灰占胶凝材料质量分数大于30%,可以有效抑制砂岩集料的碱硅酸反应引起的膨胀.粉煤灰的加入降低了CSH凝胶中的Ca与Si摩尔比.低Ca与Si摩尔比的CSH凝胶可以吸附更多的Na 、K ,有效地抑制碱硅酸反应.     

粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系的水化放热性能

利用等温量热仪,研究粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系3 d内水化放热性能,借助X射线衍射仪与热分析仪分析不同胶凝体系的水化产物。结果表明:掺量质量分数为45%时,粉煤灰-水泥胶凝体系3 d的水化放热量为175.4J/g,矿粉-水泥胶凝体系为205.4 J/g;矿粉-水泥胶凝体系水化速率峰值出现时间为15.3 h,大于粉煤灰-水泥胶凝体系的10.22 h;双掺粉煤灰和矿粉等量取代质量分数为50%水泥时,随粉煤灰掺入比例的增大,水化放热量减小的程度增大,但粉煤灰或矿粉的掺入比例与水化热峰值及其出现时间关系不大;掺入粉煤灰和矿粉后,可以明显降低早期水化产物中钙钒石(AFt)和氢氧化钙(CH)的生成量。     

粉煤灰对混凝土AAR有效碱的影响及机理

为准确从碱与活性集料反应的角度掌握碱集料反应(AAR),在前人研究基础上,赋予有效碱更进一步的定义,将进入活性集料中的碱称为有效碱.采用火焰光度法对有效碱含量和混凝土孔隙溶液碱离子浓度进行了测定,并据此分析了粉煤灰抑制AAR机理.试验结果表明:掺加粉煤灰后,混凝土基体孔隙溶液碱离子浓度降低,从而减少了活性集料中的有效碱,而粉煤灰掺入改变基体扩散系数对有效碱的影响则是次要的.因此可通过测量早期孔隙溶液碱离子浓度变化来评价粉煤灰对AAR的抑制效果.     

CaCl_2和CaSO_4·2H_2O激发粉煤灰-水泥体系胶砂强度研究

采用掺入30%,50%粉煤灰的水泥胶砂强度试验,研究了CaCl2和CaSO4.2H2O两种激发剂在单掺、复掺时对粉煤灰活性的激发效果。在试验范围内,CaCl2单掺对30%,50%粉煤灰水泥胶砂体系的粉煤灰激发效果显著;CaSO4·2H2O的单掺对30%粉煤灰激发效果随掺量呈非线性关系,早期强度的激发效果相对明显,掺入量为1.5%时,效果最佳。复掺时粉煤灰活性的激发均高于单掺激发,30%掺量粉煤灰复掺编号F2的粉煤灰水泥体系胶砂早期强度提高最为显著,50%掺量粉煤灰复掺编号F4的整体激发效果最佳。     

基于聚合物机制砂水泥混凝土路面路用性能研究

天然河砂是一种地域强、不可再生的建筑材料,为了节省河砂,在基础设施建设过程中往往会选用机制砂代替河砂.耐久性差、脆性大是水泥混凝土路面共性缺点,机制砂取代河砂后,混凝土的耐磨性会进一步降低,很大程度上限制了机制砂水泥混凝土在道路工程中的应用.聚合物改性水泥混凝土(PCC)路面,具备较好的韧性、抗变形能力以及耐久性,为增强机制砂水泥混凝土路面的力学性能及耐磨性,选用低掺量的聚合物对机制砂水泥混凝土进行改性.选用聚丙烯酸酯乳液和羧基丁苯胶乳两种聚合物,以1%、3%、5%的聚灰比加入到机制砂水泥混凝土中,进行配合比设计及混凝土路用性能研究得出:聚合物的掺入降低了机制砂水泥混凝土的抗压强度,但混凝土的抗弯拉强度及抗磨耗能力得到了改善.     

废瓷砖再生砌筑砂浆性能试验研究

将废瓷砖破碎成细集料,代替部分普通砂配制成废瓷砖再生砂,固定水泥、砂的用量比例与稠度制作砂浆试件,进行不同废瓷砖砂掺配率、不同养护时间下的强度试验和耐久性试验.试验结果表明:在同等条件下,掺配废瓷砖砂的再生砂浆较普通砂浆强度等级可提高1~2个级别,抗冻性能提高1倍以上;潜在的碱-硅酸反应危害小得多;且随着废瓷砖砂掺配率越高,砂浆抗压强度、抗折强度越高,后期抗冻性能越好,潜在的碱-硅酸反应越小.但普通砂浆后期具有收缩开裂的趋势,废瓷砖砂砂浆后期具有膨胀的趋势.     

Al2O3对碱硅酸反应的影响

采用分析纯Al2O3和烧铝矾土,以玻璃砂为活性骨料,通过测定砂浆棒的膨胀率及用能谱仪分析砂浆棒中C-S-H凝胶的组成,研究了Al2O3对碱硅酸反应的影响,并分析了其机理.结果显示,Al2O3对碱硅酸反应也有较好的抑制作用.其机理可能为Al3+对C-S-H中Si4+的取代作用加强了C-S-H对碱的结合能力.     

机制砂取代率及石粉掺量对人工砂砂浆流动度与力学性能的影响

通过使用不同机制砂取代率的人工砂、采用掺入石粉部分替代水泥的方法,研究人工砂砂浆流动度及力学性能的变化规律.研究表明:随着机制砂取代率的增大,人工砂砂浆的流动度优于天然砂砂浆,且其7、28 d抗压和抗折强度随着机制砂取代率的增大而增大.掺入5%的石粉可以提高人工砂砂浆的流动度及7 d抗压和抗折强度,28 d抗压和抗折强度降低幅度在10%之内.综合考虑人工砂砂浆的流动度及力学性能,建议采用机制砂取代率为66.7%及石粉掺量为5%的人工砂.     

Al2O3对碱硅酸反应的影响

采用分析纯Al2O3和烧铝矾土，以玻璃砂为活性骨料，通过测定砂浆棒的膨胀率及用能谱仪分析砂浆棒中C—S—H凝胶的组成，研究了Al2O3对碱硅酸反应的影响，并分析了其机理。结果显示，Al2O3对碱硅酸反应也有较好的抑制作用。其机理可能为Al^3＋对C—S—H中Si^4＋的取代作用加强了C—S—H对碱的结合能力。     

锂渣粉对碱-硅反应的抑制效果及其自身微膨胀的分离

为了客观评价锂渣粉抑制碱-硅反应(ASR)的效果,进行了锂渣粉抑制ASR的试验和分离锂渣粉自身微膨胀的试验.用砂浆棒快速法对比了锂渣粉与粉煤灰单掺或复掺对ASR的抑制效果,当掺量为20%时,锂渣粉的抑制效果为76%,而粉煤灰的抑制效果可达93%,表明同掺量下锂渣粉对ASR的抑制效果远不如粉煤灰.采用砂浆棒快速法,使用非活性大理岩骨料测试在锂渣粉掺量为0,10%,20%,30%时的膨胀率,计算得到不同掺量下锂渣粉产生的微膨胀(膨胀率约0.005%~0.015%),然后从相应锂渣粉掺量下采用活性砂岩骨料时的膨胀率中减去锂渣粉的微膨胀,从而从锂渣粉抑制活性骨料ASR效能试验的膨胀值中分离出锂渣粉产生的自身微膨胀.采用60℃快速混凝土棱柱体法,进一步证实了混凝土中锂渣粉导致的早期微膨胀以及锂渣粉对ASR的抑制效果.结果表明:锂渣粉会导致砂浆或者混凝土在早期发生微膨胀;测试锂渣粉抑制ASR的效果时,需分离这种微膨胀;锂渣粉掺量为30%以上时,可有效抑制砂岩骨料的ASR,抑制效果约89%,略逊于同掺量粉煤灰的典型抑制效果.     

粉煤灰掺量和龄期对砼碱骨料反应的因素分析

针对混凝土的新病害———碱骨料反应这一问题,对配制的高性能混凝土原材料进行了岩相法测试和快速砂浆棒试验,得出了该骨料具有碱活性。通过掺加不同比例粉煤灰代替水泥制作的砂浆棒试验,得出了砂浆棒膨胀率与粉煤灰的掺量及龄期有关。粉煤灰的掺量（质量分数≤30％）越多,龄期越短,砂浆棒膨胀率越小。结合数理统计分析方法,研究了粉煤灰和龄期两种因素对混凝土碱骨料反应的影响程度。研究结果表明：粉煤灰掺量和龄期均对混凝土碱骨料反应有非常显著的影响。在混凝土施工中,掺入适量的粉煤灰对抑制碱骨料反应是有效的。     

互补性凝胶材料在混凝土路面性能上的作用

互补性凝胶材料已应用于水泥混凝土路面,以提高路面抵抗碱硅反应、冻融、渗透性等老化机制的能力.本文通过试验研究C类粉煤灰、F类粉煤灰和矿渣粉对水泥混凝土路面性能的影响,进行了不同组成和比例的互补性凝胶材料组成的多组实验,包括了坍落度、密度、含气量、凝结时间、抗压强度、挠曲强度、碱硅反应、冻融、徐变、渗透性以及干湿实验.同时,进行了四组路面测试.研究结果表明,向混凝土中掺入15%~20%的C类粉煤灰和20~25%的F类粉煤灰,或者掺入15%~20%的C类粉煤灰、F类粉煤灰和矿渣粉,均能较好改善混凝土的耐久性和整体性能.     

废旧砖再生骨料混凝土配合比设计的试验研究

以建筑垃圾废旧砖为原材料制作再生粗骨料和再生细骨料部分取代天然粗骨料和天然细骨料,以粉煤灰和矿粉部分取代水泥配制废旧砖再生骨料混凝土,采用正交试验设计方法进行废旧砖再生骨料混凝土的抗压强度试验,采用极差分析和方差分析确定出各因素影响再生黏土砖混凝土强度的显著性.试验结果表明:最佳配合比为A_2B_2C_2D_3;四因素对混凝土抗压强度影响主次顺序为再生粗骨料取代率,粉煤灰取代率,再生细骨料取代率,矿粉取代率;各因素不同水平对再生骨料混凝土强度影响的规律为,混凝土抗压强度随再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率和再生细骨料取代率的增大而减小;矿粉取代率在25%时,其强度最大.     

再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.     

抑制砂岩骨料碱活性膨胀效果的对比分析

通过混凝土棱柱体法、60 ℃快速混凝土棱柱体法及全级配混凝土棱柱体法,分析了抑制砂岩骨料碱活性膨胀所采取的骨料替换措施的有效性。结果表明：采用大理岩人工砂 替代砂岩细骨料的组合骨料对砂岩碱活性膨胀具有明显的抑制作用;水泥品种对砂岩碱活性膨胀有一定的影响;在混凝土中掺30 %粉煤灰可显著抑制砂岩碱活性膨胀;大坝混凝土 浇筑后,养护温度应控制在38 ℃左右为宜。     

再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

<正>采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.     

天然火山灰抑制碱硅酸反应的研究

选用某工程附件两处天然火山灰料,经过研磨加工后进行不同掺量抑制骨料碱活性效能试验研究。试验结果表明,抑制骨料碱活性效能跟天然火山灰掺量有关,掺量越高,抑制效能越好;并且当掺量高于35%时,天然火山灰能有效抑制混凝土中活性骨料的碱硅酸反应。     

碱矿渣混凝土强度及流动性研究

矿渣主要是一种填充料或者代替部分硅酸盐水泥熟料加工成矿渣水泥,同时也是碱激发水泥的重要材料.通过改变粉煤灰、水玻璃、偏高岭土、硅灰以及石灰的掺量,评价其对碱矿渣混凝土和易性及立方体抗压强度的影响.试验结果表明:粉煤灰及水玻璃的掺入能够改善碱矿渣混凝土的和易性,其中粉煤灰改善效果更为显著,硅灰、石灰以及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土和易性;粉煤灰、石灰及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中偏高岭土对强度影响最为显著,水玻璃、硅灰的掺入能够增强碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中水玻璃对强度的改善效果较为显著.     

高性能轻集料混凝土在氯盐环境中的耐久性预测

通过测试在海水中静置3年的高性能轻集料混凝土的Cl-分布,计算其Cl-扩散系数Dc并预测其使用寿命。研究结果证明,扩散系数Dc随胶结料用量和轻集料最大粒径增加而有所增加,部分轻砂被天然河砂取代后,Dc基本不变,采用膨胀粘土集料混凝土的Dc比采用烧结粉煤灰轻集料低得多。掺入硅灰可大幅度降低Dc。混凝土的电阻随Dc的降低而大幅度提高。掺硅灰的高性能轻集料混凝土在氯盐环境中的耐久性很好,使用寿命可达数十年至上百年。     

粉煤灰品质与抑制ASR膨胀的能力

对比研究了2类、4种粉煤的化学和矿物组成、颗粒形貌和级配及抑制碱硅酸反应(ASR)膨胀的效果,讨论了粉煤灰品质与抑制ASR膨胀的关系。结果表明：相同掺量时,低钙粉煤灰抑制ASR能力优于高钙粉煤灰;粉煤灰同一品质指标对不同类型粉煤灰抑制ASR能力的影响不同,不同粉煤灰抑制ASR能力的差异不能简单归结为某一特定品质指标的差别,特别是品质指标绝对值及差别不大时。